package leetcode.hash和set;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 四数相加 II
 *
 * 给定四个包含整数的数组列表 A , B , C , D ,计算有多少个元组 (i, j, k, l) ，使得 A[i] + B[j] + C[k] + D[l] = 0。
 *
 * 为了使问题简单化，所有的 A, B, C, D 具有相同的长度 N，且 0 ≤ N ≤ 500 。所有整数的范围在 -228 到 228 - 1 之间，最终结果不会超过 231 - 1 。
 *
 * 例如:
 *
 * 输入:
 * A = [ 1, 2]
 * B = [-2,-1]
 * C = [-1, 2]
 * D = [ 0, 2]
 *
 * 输出:
 * 2
 *
 * 解释:
 * 两个元组如下:
 * 1. (0, 0, 0, 1) -> A[0] + B[0] + C[0] + D[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
 * 2. (1, 1, 0, 0) -> A[1] + B[1] + C[0] + D[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0
 *
 *
 * 解法：
 * 四个数组可以来4重循环，暴力破解。但是随着数据规模n的扩大，计算会越来越慢 O(n^4)
 *
 * 既然要求 abcd 的和为 0，那也就是 0-a-b = c+d
 *
 * 所以可以将时间复杂度降低为 O(n^2)，分成两次2重循环求解
 * 第一个2重循环计算 c[i]+d[j] 的和，并统计该和出现了几次
 * 第二个2重循环计算 a[i]+b[j] 的和，再用 0 减去该和，并查看这个减法的结果是否出现在上次的存储中
 *
 * 若存在说明这4个数的和为0，且出现了这么多次（存储的次数）
 */
public class Test454四数相加II {

    // 使用查找表的方式，以 O(n^2) 的复杂度处理
    public int fourSumCount(int[] A, int[] B, int[] C, int[] D) {
        // 先计算 c[i] + d[j] 的和，以及累加该和出现的次数
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < C.length; i++) {
            for (int j = 0; j < D.length; j++) {
                if (!map.containsKey(C[i] + D[j])) {
                    map.put(C[i] + D[j], 1);
                } else {
                    map.put(C[i] + D[j], map.get(C[i] + D[j]) + 1);
                }
            }
        }

        // 然后再扫描 a 和 b，计算 0-a[i]-b[j] 的值是否在 map 里面，若存在，取出该值的频率
        int res = 0; // 记录频率
        for (int i = 0; i < C.length; i++) {
            for (int j = 0; j < D.length; j++) {
                int target = 0 - A[i] - B[j];
                if (map.containsKey(target)) {
                    res += map.get(target);
                }
            }
        }

        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {

    }
}
